自動駕駛在汽車領域的發展如火如荼，但截至目前，商用級自動駕駛仍停留在 L2/L3 級別。作為實現更高自動駕駛水平的解決方案，汽車雷達技術正迎來其高光時刻。在這些雷達技術當中，毫米波雷達因具備精準的感知能力而成為汽車自主做出智能判斷與決策的制勝法寶。

毫米波雷達

77GHz毫米波雷達具有抗干擾能力強、精度高、體積小、算法靈活等諸多優點，適用于遠距離、近距離、360°環視等多種應用場景。毫米波雷達比超聲波雷達靈敏，而成本則與激光雷達不相上下，因此已成為汽車雷達市場的發展方向。

隨著自動駕駛對行業發展的持續推動，汽車雷達市場的需求也相應激增。車載毫米波雷達技術預計將成為該市場的主要催化劑。

優化的性能

穩定、可靠、高性能的電源解決方案將助力毫米波雷達實現強大的探測性能。作為專注于電源解決方案的領先半導體制造商，MPS 與 CMOS 工藝毫米波雷達芯片制造商加特蘭微電子（Calterah）公司通力合作，為毫米波雷達的發展貢獻力量。

圖 1 顯示了適用于 Calterah Alps 系列汽車 77/79GHz 毫米波雷達的分立式電源解決方案。該解決方案采用 MPQ4420A-AEC1, MPQ2166A-AEC1, 和 MP2171-AEC1 實現。

圖1: MPS 為Calterah開發的分立式電源解決方案

下文將詳細介紹該分立式電源解決方案的兩個功率級。

第一功率級

MPQ4420A-AEC1 是一款通過 AEC-Q100 認證的同步降壓變換器，具有4V 至 36V連續工作輸入電壓 (VIN) 范圍。 MPQ4420A-AEC1 提供以下功能特性：

支持高達 36V 的瞬態輸入電壓，可承受其他車載功能引起的電池電壓尖峰

支持高達 95% 的占空比，在電池電壓較低時，可確保冷啟動條件下的穩定輸出

采用 TSOT23-8 (3mmx3mm) 封裝以節省電路板空間

在12V 輸入和 5V 輸出轉換效率超過 95%的情況下，提供 2A 輸出電流 (IOUT)

此外，MPQ4420A-AEC1還支持峰值電流控制模式、快速環路響應以及出色的動態性能，其負載調整率低至±0.2%，可確保后級電路和電源的可靠性。該器件還提供輸入欠壓保護 (UVP)、輸出過流保護 (OCP) 和過溫保護 (OTP)。這些強大的保護功能為整個毫米波雷達系統增加了更高級別的安全保障。

圖 2 顯示了 MPQ4420A-AEC1 的典型應用電路。

圖2: MPQ4420A-AEC1典型應用電路

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第二功率級

與 MPQ4420A-AEC1 類似，MPQ2166A-AEC1 和 MP2171-AEC1 也是符合 AEC-Q100 認證的汽車級同步降壓變換器。

MPQ2166A-AEC1 是一款單輸入、雙輸出同步變換器。其兩路輸出電壓錯相180°，可以降低輸入電壓紋波，并減少所需的輸入電容數量。

根據實際需求，兩路輸出電流可靈活配置為2A/2A或3A/1A。其工作頻率由外部電阻設置，最大開關頻率 (fSW) 為 3MHz。超高 fSW 使得采用物理尺寸更小的功率電感成為可能，從而減小了整體電路板的布局面積。

在輕載條件下，MPQ2166A-AEC1支持高級異步調制（AAM）模式和強制連續導通模式（FCCM），其峰值轉換效率超過90%。

汽車平臺對功率芯片的轉換效率和靜態功耗有嚴格的要求。MPQ2166A-AEC1 支持 65μA 的靜態電流以滿足這些要求，超低靜態功耗使其成為汽車應用環境的理想選擇。

MPQ2166A-AEC1還具有以下功能特性：

支持 2.7V 至 6V VIN 范圍和100% 占空比工作，可同時為 1V1 和 1V5 毫米波雷達通道供電

峰值電流控制，具有出色的動態性能，可助力毫米波雷達穩定地運行

提供強大的保護功能以提高系統可靠性，例如OCP、OTP 和 SCP

采用 QFN-18 (2.5mmx3.5mm) 封裝

圖 3 顯示了 MPQ2166A-AEC1 的典型應用電路。

圖3: MPQ2166A-AEC1典型應用電路

MP2171-AEC1 是一款集成功率 MOSFET的降壓開關模式變換器。它采用 TSOT23-8 (3mmx3mm)封裝。該器件具備以下功能特性：

支持 2.5V 至 5.5V VIN 范圍和 100% 占空比操作，可為 3V3 毫米波雷達通道供電

支持高達1A的 IOUT，默認 fSW為2.6MHz，峰值轉換效率超過90%

采用恒定導通時間 (COT) 控制以實現快速環路響應和出色的動態性能

提供OCP、OTP 和SCP 等保護功能

圖 4 顯示了 MP2171-AEC1 的典型應用電路。

圖4: MP2171-AEC1典型應用電路

結語

在汽車雷達技術中，毫米波雷達因其強大的探測性能推動了自動駕駛技術的進步。本文回顧了采用 Calterah Alps 系列和 MPS的 MPQ4420A-AEC1, MPQ2166A-AEC1 和 MP2171-AEC1共同構建的分立式電源解決方案。作為一家前瞻性的電源制造商，MPS 始終致力于為各種應用開發創新的電源解決方案。

審核編輯：彭菁